ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССА ПРОРАСТАНИЯ НА ЗАПАСНЫЕ БЕЛКИ (SDS-PAGE) И СОХРАННОСТЬ ГЕНОМНОЙ ДНК TRITICUM AESTIVUM L.

Авторы

  • Ирина Юрьевна Потороко Южно-Уральский государственный университет
  • Артем Владимирович Малинин Южно-Уральский государственный университет
  • Алена Александровна Руськина Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия

Ключевые слова:

зерно пшеницы, прорастание зерна, SDS-PAGE, запасные белки, геномная ДНК, молекулярно-генетический анализ

Аннотация

В работе представлен комплексный сравнительный анализ деградации запасных белков клейковины и сохранности геномной ДНК в интактном и проросшем зерне пшеницы мягкой яровой (Triticum aestivum L.). Актуальность работы обусловлена тем, что прорастание зерна в поле вследствие нестабильных климатических условий, наблюдаемых в течение ряда последних лет, приводит к активации эндогенных гидролаз и существенному снижению качества зерна, однако влияние данного процесса на сохранность геномной ДНК изучено недостаточно. Для анализа белков применяли вертикальный SDS-PAGE в невосстанавливающих условиях (non-reducing) на 10 % полиакриламидном геле с маркером 10–180 кДа; геномную ДНК выделяли с использованием набора HiPurA SuperPlant DNA Purification Kit (HiMedia, Индия) и анализировали электрофорезом в 1 % агарозном геле и спектрофотометрически (A260/A280). Установлено, что в проросших зернах пшеницы наблюдается значительная деградация высокомолекулярных глютенинов (HMW-GS, 100–130 кДа) и снижение интенсивности полос LMW-GS и γ-глиадинов (35–50 кДа) с накоплением низкомолекулярных продуктов протеолиза (< 15 кДа). Анализ геномной ДНК показал, что высокомолекулярные фрагменты сохраняют целостность во всех образцах, включая проросшие. Вместе с тем концентрация ДНК в проросших образцах (0,10 мг/мл) ниже, чем в интактных (0,11–0,13 мг/мл), а показатель чистоты A260/A280 = 1,65 свидетельствует о загрязнении белковыми примесями, требующем дополнительной очистки. Сделан вывод о том, что на ранних этапах прорастания активация протеаз опережает активацию нуклеаз, вследствие чего проросшее зерно пригодно для молекулярно-генетической идентификации и генотипирования сортов пшеницы.

Биографии авторов

Ирина Юрьевна Потороко, Южно-Уральский государственный университет

доктор технических наук, профессор кафедры «Пищевые и биотехнологии»

Артем Владимирович Малинин, Южно-Уральский государственный университет

кандидат технических наук, доцент кафедры «Пищевые и биотехнологии»

Алена Александровна Руськина, Южно-Уральский государственный университет, Челябинск, Россия

кандидат технических наук, доцент кафедры «Пищевые и биотехнологии»

Библиографические ссылки

1. Кутлунина Н.А., Ермошин А.А. Молекулярно-генетические методы в исследовании рас-тений: учеб.-метод. пособие. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2017. 142 с. ISBN: 978-5-7996-2142-1. EDN: ZOQPLD [Kutlunina N.A., Ermoshin A.A. Molekulyarno-geneticheskie metody v issledovanii rasteniy [Molecular-genetic methods in plant research]. Ekaterinburg, 2017. 142 p.]

2. García-Descalzo L., García-López E., Alcázar A., Baquero F. and Cid C. Gel Electrophoresis of Proteins. Gel Electrophoresis – Principles and Basics, 2012, pp. 57–68. DOI: 10.5772/37514

3. Graybosch R.A., Peterson C.J., Shelton D.R., Baenziger P.S. Genotypic and Environmental Modification of Wheat Flour Protein Composition in Relation to End-Use Quality. Crop Science, 1996, vol. 36, no. 2, pp. 296–300. DOI: 10.2135/cropsci1996.0011183X003600020014x

4. Mares D.J., Mrva K. Wheat grain preharvest sprouting and late maturity alpha-amylase. Planta, 2014, vol. 240, no. 6, pp. 1167–1178. DOI: 10.1007/s00425-014-2172-5

5. Merril C. Gel Electrophoresis of Proteins: A Practical Approach. Third ed. Edited by B.D. Hames. Analytical Biochemistry, 2000. DOI: 10.1006/ABIO.2000.4496

6. Nakamura H. Identification of alleles for complex gene loci Glu-A1, Glu-B1, and Glu-D1, which code for high molecular weight subunits of glutenin in Japanese hexaploid wheat varieties. J Agric Food Chem., 1999, vol. 47(12), pp. 5273–5277. DOI: 10.1021/jf990151p

7. Shaik S.S., Carciofi M., Martens H.J., Blennow A., Hebelstrup K.H. Starch bioengineering af-fects cereal grain germination and seedling establishment. Journal of Experimental Botany, 2014, vol. 65(9), pp. 2257–2270. DOI: 10.1093/jxb/eru107

8. Shewry P.R., Tatham A.S. Disulphide Bonds in Wheat Gluten Proteins. Journal of Cereal Sci-ence, 1997, vol. 25, no. 3, pp. 207–227. DOI: 10.1006/jcrs.1996.0100

9. Waines J.G., Ehdaie B. Domestication and crop physiology: roots of green-revolution wheat. Annals of Botany, 2007, vol. 100, no. 5, pp. 991–998. DOI: 10.1093/aob/mcm180

10. Waqas M., Rasheed A. & Peng J. Wheat genomics frontiers for gene discovery and breeding applications. WheatOmics, 2025, vol. 1, art. no. 3. DOI: 10.1007/s44412-025-00002-6

Загрузки

Опубликован

2026-10-13

Выпуск

Раздел

Биохимический и пищевой инжиниринг